Vienu ar kitu metu visi mokslo entuziastai yra girdėję liūdnai pagarsėjusius Carlo Sagano žodžius: „Mes esame pagaminti iš žvaigždžių“. Bet ką tai tiksliai reiškia? Kaip kolosalūs plazmos rutuliai, godiai sudegindami savo branduolinį kurą tolimoje vietoje ir erdvėje, galėtų sužaisti didžiulį mūsų žemiškojo pasaulio sudėtingumą? Kaip taip, kad „azotas mūsų DNR, kalcis dantyse, geležis kraujyje, anglis obuolių pyraguose“ galėjo būti suklastotas taip giliai šių didžiulių žvaigždžių milžinų širdyse?
Nenuostabu, kad istorija yra elegantiška ir giliai įkvepianti.
Visos žvaigždės yra kilusios nuo nuolankių pradų: būtent milžiniško, besisukančio dujų ir dulkių pluošto. Gravitacija verčia debesį kondensuotis, kai jis sukasi, pasisukdamas į vis griežčiau įpakuotą medžiagos sferą. Galų gale būsima žvaigždė tampa tokia tanki ir karšta, kad jos branduolio vandenilio molekulės susiduria ir susilieja į naujas helio molekules. Šios branduolinės reakcijos išskiria galingą energijos sprogimą šviesos pavidalu. Dujos šviečia ryškiai; gimsta žvaigždė.
Galutinis mūsų jaunos žvaigždės likimas priklauso nuo jos masės. Mažesnės, lengvos žvaigždės, nors vandenilis jų branduolyje dega lėčiau nei sunkesnės žvaigždės, šviečia šiek tiek niūriau, bet gyvena kur kas ilgiau. Tačiau laikui bėgant, vandenilio lygio kritimas žvaigždės centre sukelia mažiau vandenilio sintezės reakcijų; mažiau vandenilio sintezės reakcijų reiškia mažiau energijos, taigi ir mažesnį išorinį slėgį.
Tam tikru momentu žvaigždė nebegali išlaikyti įtampos, kurią jos šerdis palaikė prieš išorinių sluoksnių masę. Gravitacija nurodo skalę, o išoriniai sluoksniai pradeda bręsti į šerdį. Tačiau jų žlugimas viską sušildo, padidindamas pagrindinį spaudimą ir vėl apversdamas procesą. Naujas vandenilio deginimo apvalkalas yra sukurtas tiesiai už šerdies ir atkuria buferį pagal žvaigždės paviršiaus sluoksnių sunkumą.
Kol šerdis ir toliau vykdo žemesnės energijos helio susiliejimo reakcijas, naujojo vandenilį deginančio apvalkalo jėga spaudžia žvaigždės išorę, todėl išoriniai sluoksniai vis labiau išsipučia. Žvaigždė išsiplečia ir atvėsta į raudoną milžiną. Išoriniai jo sluoksniai iš viso išvengs gravitacijos traukos, plūduriuodami į kosmosą ir palikdami už nugaros mažą negyvą šerdį - baltą nykštukę.
Sunkesnės žvaigždės taip pat retkarčiais suklysta kovoje tarp slėgio ir gravitacijos, sukurdamos naujus atomų apvalkalus, kad susilpnėtų; tačiau skirtingai nuo mažesnių žvaigždžių, jų perteklinė masė leidžia jiems toliau formuoti šiuos sluoksnius. Rezultatas yra koncentrinių sferų serija, kiekviename apvalkale yra sunkesnių elementų nei aplink jį. Vandenilis šerdyje sukelia helį. Helio atomai susilieja, sudarydami anglį. Anglis susijungia su heliu ir sukuria deguonį, kuris susilieja su neonu, tada magniu, tada siliciu ... per visą periodinę lentelę iki geležies, kur grandinė baigiasi. Tokios masyvios žvaigždės veikia kaip krosnis, sukeldamos šias reakcijas vien tik turimos energijos dėka.
Tačiau ši energija yra baigtinis išteklius. Kai žvaigždės šerdis tampa tvirtu geležies rutuliu, ji nebegali sulieti elementų, kad sukurtų energiją. Kaip ir mažesnių žvaigždžių atveju, mažiau energetinių reakcijų sunkiasvorių žvaigždžių šerdyje reiškia mažesnį išorinį slėgį gravitacijos jėgos atžvilgiu. Tuomet išoriniai žvaigždės sluoksniai pradės griūti, pagreitindami sunkiųjų elementų suliejimo tempą ir dar sumažindami energijos kiekį, reikalingą tiems išoriniams sluoksniams sulaikyti. Tankis didėja eksponentiškai mažėjančioje šerdyje, protonus ir elektronus užkimšdamas taip stipriai, kad jis tampa visiškai nauju dariniu: neutronine žvaigžde.
Šiuo metu šerdis negali būti tankesnis. Masyvūs žvaigždės išoriniai apvalkalai - vis dar pasvirę į vidų ir vis dar pilni lakiųjų elementų - nebeturi kur trauktis. Jie įsiterpia į šerdį kaip greito naftos sraigtas, atsitrenkęs į plytų sieną, ir išsiveržia į didžiulį sprogimą: supernovą. Nepaprastos energijos, susidarančios per šį sprogimą, pagaliau leidžia sulieti net sunkesnius nei geležis elementus nuo kobalto iki urano.
Supernovos sukelta energetinė smūgio banga pasislenka į kosmosą ir po to skleidžia sunkius elementus. Šie atomai vėliau gali būti įtraukti į tokias planetines sistemas kaip mūsų pačių. Atsižvelgiant į tinkamas sąlygas - pavyzdžiui, tinkamai stabilią žvaigždę ir padėtį jos gyvenamojoje zonoje - šie elementai suteikia sudėtingesnio gyvenimo pagrindus.
Šiandien mūsų kasdienį gyvenimą įgalina šie patys atomai, seniai suformuoti masinių žvaigždžių gyvenimo ir mirties akivaizdoje. Mūsų sugebėjimas išvis nieko nedaryti - atsibusti iš gilaus miego, skaniai pavalgyti, vairuoti automobilį, parašyti sakinį, sudėti ir atimti, išspręsti problemą, paskambinti draugui, pasijuokti, verkti, dainuoti, šokti, bėgioti, šokinėti ir žaisti - daugiausia kontroliuojamas mažų vandenilio grandinių, sujungtų su sunkesniais elementais, tokiais kaip anglis, azotas, deguonis ir fosforas, elgesiu.
Kiti sunkieji elementai organizme yra mažesni, tačiau nepaisant to, jie yra gyvybiškai svarbūs tinkamam funkcionavimui. Pavyzdžiui, kalcis, fluoras, magnis ir silicis veikia kartu su fosforu stiprindami ir augindami mūsų kaulus ir dantis; jonizuotas natris, kalis ir chloras vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį palaikant kūno skysčių pusiausvyrą ir elektrinį aktyvumą; o geležis sudaro pagrindinę hemoglobino dalį, baltymą, kuris aprūpina mūsų raudonuosius kraujo kūnelius gebėjimu pristatyti deguonį, kurį įkvepiame likusiam savo kūnui.
Taigi kitą kartą, kai jums bus bloga diena, pabandykite tai: užmerkite akis, giliai įkvėpkite ir pagalvokite apie įvykių grandinę, jungiančią jūsų kūną ir protą į vietą, kuriai milijardai šviesmečių nutolę toli, giliai tolimose vietose. erdvė ir laikas. Prisiminkite, kad didžiulės žvaigždės, daug kartų didesnės už mūsų saulę, milijonus metų praleido energiją paversdamos materija, sukurdamos atomus, kurie sudaro kiekvieną jūsų, Žemės ir visų, kuriuos jūs kada nors pažinojote ir pamilo, dalis.
Mes, žmonės, esame tokie maži; ir vis dėlto subtilus molekulių, pagamintų iš šios žvaigždės, šokis sukuria biologiją, leidžiančią apmąstyti mūsų platesnę Visatą ir tai, kaip mes iš viso egzistavome. Pats Carlas Saganas tai paaiškino geriausiai: „Kai kuri mūsų būtybės dalis žino, iš kur mes kilome. Mes ilgai laukiame grįžti; ir mes galime, nes kosmosas yra ir mumyse. Mes esame pagaminti iš žvaigždžių. Mes esame būdas kosmosui pažinti save. “
